穿越河道专项方案

1、无锡地铁1号线第10标段穿越河道方案无锡地铁1号线第10标段三阳广场站南禅寺站永丰路站太湖广场站盾构区间工程穿越河道专项方案 编写： 审核： 审批： 中铁十九集团有限公司无锡地铁1号线土建工程10标项目经理部2011年10月11日15一、 工程概况本区间工程包括三阳广场站南禅寺站、南禅寺站永丰路站、永丰路站太湖广场站，共三个区间的土建施工任务。沿线在南禅寺站至永丰站区间北端SK13+848SK13+875里程分布一东西走向的古运河；永丰路站至太湖广场站在SK14+513SK14+528.9里程分布一南北走向耕读河。 线路穿越河道位置 区间位置南禅寺站永丰站区间永丰路站太湖广场站区间左线右线左线

2、右线古运河274300环261286环无无耕渎河无无155170环156171环二、水纹地质情况古运河河床底部至隧道结构顶面土层为(3)2层粉质粘土夹粉土(3)3-1层粉质粘土、(3)3层粉土夹粉质粘土、(6)1-1层粉质粘土、(6)1层粘土，其中(3)3层为弱含水层，隧道盾构在掘进过程中河水可能通过(3)3层粉土夹粉质粘土灌入盾构作业区，引起事故。耕读河河床底部土层为(3)2层粉质粘土夹粉土，隧道顶部位于(6)1-1层粉质粘土层中，因此盾构机掘进通过该段时地表水对本工程影响较小。盾构穿越河道推进区域主要位于 (6)1粘土层中，该土层层厚较稳定，土质均匀，压缩性中等，土层强度良好，为不透水层。

3、 盾构穿越古运河地质剖面图盾构穿越耕读河地质剖面图三、盾构沿线所穿越的河流1、盾构穿越古运河南禅寺站永丰路站区间右线盾构在推进260环（左线275环）左右时切口开始进入河道，河宽24.1m，水深2.50-3.50m，水面标高1.60m，河床底标高为-1.00m，河床至隧道结构面顶面距离约为8m左右。2、盾构穿越耕读河永丰路站至太湖广场站区间左线盾构切口在推进155环左右时切口开始进入河道，河宽16.0m，河道深5.0m左右，水深2.50m，水面标高1.37m。，隧道结构顶板至河床距离10.0m。四、过河段施工技术要求掘进过程的施工技术：要求盾构在通过该特殊段时有序、平衡、平稳。1、有序：1）施

4、工组织有序。人、机、料的配置合理，工序的安排、衔接有序。2）机械保养有序。机械保养定人、定期、专业、规范，做到无遗漏、标准化。3） 信息管理有序。技术交底、作业交底按部就班，自经理部至作业面指令畅通、反馈迅速。2、平衡：1）土仓压力与开挖面水土压力平衡。严格控制土仓压力，尽量保持土压平衡，不要出现过大的波动；2）出土量与掘进进尺平衡。严格控制出土量，做到进尺量与出土量均衡。除量的控制外，还要坚持对每环渣样进行地质水文分析，发现与开挖断面地质情况不符，则马上采取措施。3）注浆压力与水土压力平衡。除考虑注浆处的水土压力，还要考虑后方来水、开挖面来水的水压，故注浆压力是在注浆处水土压力基础上提高12

5、kg/cm2，且应使浆液不进入土仓和压坏管片和不因注浆压力过大造成击穿河道。3、平稳：1）盾构姿态平稳。推进过程应保持盾构机有良好的姿态，避免蛇行，每环姿态变化控制在±5mm内。千斤顶A区、C区油缸油压值差宜保持统一、恒定性，不宜出现过大的波动。2） 管片姿态平稳。做好管片选型，现场对盾尾间隙实测实量，注意管片拼装的椭圆度，防止尾刷与管片碰撞导致盾尾密封、铰接密封损坏及管片变形。 3）推进速度平稳。掘进过程中向土仓内及刀盘面注入泡沫等添加材料，改善渣土性能，提高渣土的流动性和止水性，防止涌水流砂、结泥饼和喷涌现象，有利于保持速度的稳定。五、盾构穿越河道的技术措施针对本工程河道河床底下

6、的地质条件情况以及覆土厚度，拟采用主动保护措施进行施工。具体措施如下：1、穿越前的准备1）根据地勘院提供的详勘资料，过河段地质情况说明不充分。应我方施工需要及委托，地勘院对古运河及耕渎河河道部位的地貌、地层、岩性、地质构造和水文地质条件又进行了补充勘察，并在2011年8月20日进行了专家评审，已摸清河道部位第一手的水文地质资料。2）进一步探明河道部位地质探孔的情况，有无在地质探孔及探孔的封堵情况，若有未封堵的孔要对其进行封堵。3）对河道周围地面上设深层沉降测点，配合相关管理部门做好沉降信息化监测控制。4）为确保盾构机顺利穿越古运河和耕渎河，穿越前必须对机械、电气设备等进行检修，尤其是重点检查盾

7、尾密封、中体与盾尾铰接处的密封的止水效果，确保盾构机的工作状态良好。5）对整套监测系统进行调整，保证所采集数据的正确性。2、合理设置土压力值，严格控制出土量项目部将从盾构始发起，对土压力值进行严格的控制，并结合环境监测数据对土压力值进行调整。对由于盾构在河道底部穿越时其上部覆土厚度与穿越前后有所变化，故需要重新计算设置土压力，并结合实际监测数据调整，进行信息化施工。穿越河道部位原则上应按理论出土量出土，可适当欠挖，保证土体密实，以免河水渗透入土体并进入盾构。3、降低推进速度，控制总推力盾构机在穿越河道时，宜采取较低的速度推进，速度一般控制在<30 mm/min，严格控制千斤顶总推力，减少

8、土层扰动，以免顶破河底土体。4、调整好盾构姿态，减少纠偏次数及纠偏量在穿越推进过程中，连续测量盾构机的姿态偏差，盾构司机根据偏差及时调整盾构机的推进方向，尽可能减少纠偏，特别是要杜绝大量值纠偏，减少土体的扰动，从而保证盾构机平稳地从河道下方穿越。5、优化厚浆配比，合理设定注浆量及注浆压力在穿越施工前，我方制作浆液试块，并对浆液的性能指标进行测试，性能指标包括稠度、初凝值、泌水率、抗压强度、比重。在穿越过程中，我方也将每班对浆液取样测试，并根据实际注浆效果，对浆液配比进行调整优化，缩短浆液凝胶时间、确保浆液质量。根据以往经验，我方初定穿越时注浆量为理论建筑空隙120，并根据实际情况做适当调整，以

9、保证河道土体的稳定。注浆压力小于0.3Mpa，以免应压力过大而击穿河底土体，导致与隧道上部的（3）3层贯通，河水通过（3）3进入盾构施工区。6、严防盾尾漏水采用三道密封刷，防止盾尾透水；控制好管片姿态，居中拼装，防止盾构建筑空隙过大形成透水通道。盾构机采用三道盾尾钢丝密封刷，能有效防止盾尾透水。掘进中加强盾尾密封油脂的注入，确保盾尾密封油脂压力不小于3.5Bar；加强中体与盾尾铰接处的密封检查，及时调节密封压板螺栓，保证其密封效果，防止地下水涌入。控制好管片姿态，居中拼装，防止盾构建筑空隙过大形成透水通道，必要时在管片外侧粘贴海绵用于止水，封堵管片与盾构间的间隙。采取上述措施后，基本可控制盾尾

10、渗漏。如果盾尾发生渗漏，则从管片注浆孔压注聚氨酯，形成环圈，封闭涌水通道。7、加强施工质量，提高隧道自防水能力在河底段掘进时加强盾构掘进姿态控制及管片选型，加强螺栓复紧和盾尾间隙控制，减小管片错台、裂缝、漏水，保证较好的隧道线形，提高隧道防水质量。8、土体改良盾构穿越河道段主要位于（6）1-1和（6）1层土中，土层强度高，可以利用加泥孔向前方土体加膨润土或泡沫剂来改良土体，增加土体的流塑性。其一：使盾构机前方土压计反映的土压数值更加准确；其二：确保螺旋输送机出土顺畅，减少盾构对前方土体的挤压；其三：及时充填刀盘旋转之后形成的空隙。必要时，可通过盾构前体的超前注浆孔，对切口前上方的土体进行土体加

11、固，防止泥水涌入或切口坍塌的情况。9、加强对防汛墙的监测在河道两侧防汛墙处设置断面沉降观测点，每个断面9个点，过河段掘进时，加强对防汛墙的监测频率，及时调整土压力，信息化施工，确保防汛墙、河道、盾构施工安全。10、过河段参数的选定过河段盾构掘进参数初步设定按水土合算原则计算所得土压力为：正面土压力：P=k0（土h土+水h水）P：水土压力（河道水和河床底水土共同作用的压力）土：土体的平均重度（从地面至计算点高度范围内所有土层平均重度），根据公式土=(r1h1+r2h2+rnhn)/(h1+h2+hn)水：水的平均重度取1h土：隧道中心至河床底部的高度h水：河道水的深度k0：土的侧向静止土压力系数

12、，根据地勘资料，本工程过河段隧道中心处于（6）1层粘土层，粘土k0=0.95-sin。计算结果如下表土水h土(m)h水(m)k0(m)P取值（Mpa）古运河19.22112.584.90.680.17耕渎河19.33113.772.60.680.18 穿越古运河参数项目参数备注总推力（KN）12000KN以下根据实际情况调整刀盘扭矩（KN.M）50%以下土仓压力（Mpa）0.17根据实际情况调整注浆量(m3)2.252.7注浆压力（Mpa）0.3以下每环出土量（m3）3839推进速度（cm/min）3匀速、连续推进盾尾油脂每环30KG发现渗漏及时补充目标盾构姿态均小于±10mm穿越耕

13、渎河参数项目参数备注总推力（KN）13000以下根据实际情况调整刀盘扭矩（KN.M）50%以下土仓压力（Mpa）0.18根据实际情况调整注浆量(m3)2.252.7注浆压力（Mpa）0.3以下每环出土量（m3）3839推进速度（cm/min）3匀速、连续推进盾尾油脂每环30KG发现渗漏及时补充目标盾构姿态均小于±10mm六、应急预案1、预防措施1）提前对施工人员进行交底，做到精心施工，同时加强值班管理、工程监测。2）配备足够的机动设备，一旦发生意外情况，在第一时间投入工作。3）盾构穿越河道期间，安排监测人员对河道进行24小时监测。技术人员根据沉降变化数据及时调整施工参数，将指令通过内

14、线电话通知盾构驾驶室，盾构推进后的效果再反映到监测数据的变化，如此循环，做到动态管理，实现信息化施工。4）在推进前，一定要对盾构进行足够的调试，确保盾构性能的可靠性。同时，配备足够的值班维修人员，及时处理盾构设备的故障，确保盾构推进顺利进行。5）盾构穿越河道时，若河床变形值达到警戒值，盾构机减小土压力，开启超挖刀，还可通过采取在河床上增加附加应力。2、盾构穿越河道可能存在的风险1）渣土含水量增加导致螺旋输送机发生喷涌；2）盾尾漏浆；3）隧道上浮；4）河床大面积塌陷。3、发生事故应急处理方案在穿越过程中如果盾构施工击穿河底、深层土体的变形超过了预定的控制范围，立即停止盾构掘进，进行洞内注浆，并根

15、据具体状况用超前注浆孔进行土体注浆加固。当出现以上险情时，具体应急措施如下：1）螺旋机防喷（1）立即关闭螺旋输送机阀门，并向土仓内打入稠膨润土已控制土仓内的土压和抑制喷涌；（2）启动螺旋机配备的保压泵碴装置，以防喷涌。2）盾尾漏浆（1）采用速凝型浆液在相邻盾尾最近的管片吊装口进行每孔注浆，在缓解了漏浆、漏水后。进行试推，同时对同步注浆、盾尾注入进行严格的掌控；（2）在盾构工作面配置适量的注浆材料和木楔、棉纱、麻绳等堵漏材料和工具；并在盾构机内安装大功率水泵2台，如果涌水，抽水排险；（3）增加盾尾密封油脂的注入量，适当提高同步注浆压力和注浆量，管片出盾尾后用速凝型双液浆补注止水。3）隧道上浮（1

16、）适当降低盾构机的姿态，有意识的压低管片高程；（2）增加管片上超量的制作，并加贴防水条；（3）若隧道继续上浮，应停止推进，减小推力亦减小上浮的分力，使该分力小于管片的自重力，利用管片的自重力使管片下沉，以达到控制上浮的目的。（4）河床大面积坍塌成立一支由各工种及安全组组成的一支抢险队伍，由项目经理直接负责。在第一时间出现在现场，安排抢险。尤其是供电、工具必须事先完善，安置在隧道内。24小时有抢险队成员在工地值班，并明确自己的职责。（1）险情出现后立即停止推进，关闭螺旋机闸门，加大盾尾油脂注入量，严防盾尾漏水。（2）重新建立刀盘面上部的覆盖层。方法有2种： 一是向塌方地段浇捣水下混凝土，二是抛填

17、粘土。水下混凝土可以在短时间内大方量浇筑，运输可以通过泵车和管道进行，以利于赢得抢险时间。浇倒后的混凝土凝固时间快，甚至可以将部分塌陷地表杂物固结，从而防止塌入土仓，形成整体性较好的盖层有利于重新建立水土压。但水下混凝土浇倒必须仔细控制，严格防止混凝土进入土仓并凝固。浇倒水下混凝土后如果发生后续塌方，水下混凝土凝固的整体可能进入刀盘切削范围，对盾构施工十分不利。抛填粘土可防止水下混凝土的不利影响，首先解决运输的船舶和抛填机具，以保证大方量抛填连续进行，否则在大水深遄急河流中难以保证效果。抛填粘土可能改变大面积水体的颜色，从而会进一步扩大塌方的影响面，因此粘土采用编织袋装满后抛填。（3）刀盘面稳

18、定后继续掘进，待盾构通过河道后，对塌方段采取壁后二次注浆，加固塌方扰动过的土体。4、应急领导小组名单组 长： 李建学副组长： 温荣琦 罗 鸣 于占双 成 员： 王 亮 吴 锋 王喜强 黄志刚 王晓虎 魏 磊 石 亮 5、项目部应急领导小组联系电话应急小组电话表序号姓 名职 务电 话1李建学项目经理135841806662于占双总工程师152615643433温荣琦项目书记158500580484罗 鸣安全总监189515165885王晓虎工程部长187515603206魏 磊工程副部长139124946577石 亮工程副部长187515603328王 亮计划部长150617933679王喜强财务部长1505069636110黄志刚物资部长187626315576、业主、监理及社会有关方面联系电话序号姓 名部 门职 务电 话1杨 猛建设单位项目工程师139152738102徐向勇监理单位总监理工程师139170362983火 警1194匪 警1105急 救1206无锡市第二人民医院0510827007787、应急物资清单（1）用于应急抢险的各类物资应全面准备就绪，做到材料员负责保管，并对物资、